第3章 人体测量.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章 人体测量,人体测量的基本知识,常用人体尺寸数据,人体测量数据的应用,人体主要参数的计算,设计用人体模板,在中国二千多年前的,内经灵柩,之,骨度篇,中，对人体测量就有了较详细而科学的阐述。古埃及在公元前,3500-2200,年之间，也有类似人体测量的方法存在，并提出人体可分为十九个部位。,人体测量学,(anthropometry),是人类学的一门分支学科，主要研究人体测量和观察方法，并通过人体整体测量与局部测量来探讨人体的特征、类型、变异和发展规律。,人体测量学,是人机工程学的重要组成部分。进行产品设计时，为使人与产品相互协调，必须对产品同人相关的各种装置作适合于人体形态、生理以及心理特点的设计，让人在使用过程中，处于舒适的状态以及方便地使用产品。因此设计师应了解人体测量学，生物力学方面的基本知识，并熟悉有关设计所必需的人体测量基本数据的性质、应用方法和使用条件。,1.1,人体测量,1.1.1,概述,人体测量数据主要分为两类：一类为静态测量数据，一类为动态测量数据。,照实际使用来分类，可以分为如下三种：,a.,形态测量：,以检查人体形态的方式进行测量，主要内容有：人体长度，人体体型，人体体积和重量，人体表面积。,b.,生理测量：,测量人体的主要生理指标，主要内容包括：人体出力范围，人体感觉反应，人体疲劳。,c.,运动测量：,在对人体静态形态测量的基础上，测量人体的活动过程和活动范围的大小，主要内容有：动作范围，动作过程，形体变化，皮肤变化。,一些测量方法介绍,尺度测量 4.体积测量,动态测量 5.肌肉疲劳测量,力量测量 6.其它生理变化的测量,尺寸测量,最常用的测量工具是马丁测量仪，是由一些直尺、角尺、卡钳组合而成。在没有这种工具时，用一般的类似工具完全可以代替,附着式量角器 三角平行规,弯脚规 立方体定颅器,动态测量,测量人体在动态过程中某部位的运动轨迹。可用照相连续曝光的方式获得，也可以在所需的部分装上小灯泡，在黑暗的背景下用照相机的,B,门摄影。在有条件的前提下可将这类图片资料输入计算机用专业的软件处理。,力量测量,采用一般的拉力计、握力计、压力计、扭力计即可进行大多数的力量测量,体积测量,排水法是简单有效的方法,肌肉疲劳测量,采用生物电流计测器。这种仪器可将由于肌肉疲劳而引起的肌肉化学变化转化为电信号，绘制成肌电图,例：,3组不同坐姿的23腰椎背棘直肌肌电图,a.,背部有椅背依托,b.,背部无椅背依托但挺直,c.,前倾坐姿,其它生理变化的测量,如呼吸、心跳、耗氧量、排汗量、血压等生理变化的测量，可以借助相应的医学仪器完成,1.1.2,人体测量的基本知识,1.1.2.1,测量姿势,b.,坐姿：,被测者挺胸坐在被调节到腓骨头高度的平面上，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，左、右大腿大致平行，膝弯屈大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上。为确保坐姿正确，被测者的臀部、后背部应同时靠在同一铅垂面上。,a.,直立姿势,（简称立姿）：被测者挺胸直立，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，肩部放松，上肢自然下垂，手伸直，手掌朝向体侧，手指轻贴大腿侧面，膝部自然伸直，左、右足后跟并拢，前端分开，使两足大致成,45,夹角，体重均匀分布于两足。为确保直立姿势正确，被测者应使足后跟、臀部和后背部与同一铅垂面相接触。,1.1.2.2,人体测量的基本平面与轴,人的肢体运动是绕一定的轴在某基本平面内进行的。这些轴都有是以关节为原点。这些平面一般都有是通过轴而组成的平面。人体关节没有可见的轴，因而必须依据关节的形态和运动规律，假设出这些基本轴以说明人体各部分运动，便于人体测量。,a.,测量基准面,、矢状面,人体测量基准面的定位是由三个互相垂直的轴（铅垂轴、纵轴和横轴）来决定的。通过铅垂轴和纵轴的平面及与其平行的所有平面都称为矢状面。,、正中矢状面,在矢状面中，把通过人体正中线的矢状面称为正中矢状平面。正中矢状平面将人体分成左、右对称的两个部分。,、冠状面,通过铅垂轴和横轴的平面及与其平行的所有平面都称为冠状面。冠状面将人体分成前、后两个部分。,、水平面,与矢状面及冠状面同时垂直的所有平面都称为水平面。水平面将人体分成上、下两个部分。,、眼耳平面,通过左、右耳屏点及右眼眶下点的水平面称为眼耳平面或法兰克福平面（,OAE,）。,b.,运动轴,分别对应于矢状面，水平面和额状面设置三个基本轴，这些轴可在人体躯干，四肢和各脏器等部位设置。,矢状轴,通过关节中心并垂直于额状面的一切轴叫矢状轴。,额状轴,（又名冠状轴），通过关节中心并垂直于矢状面的一切轴叫额状轴。,垂直轴,通过关节中心并垂直于水平面的一切轴叫垂直轴。,c.,测量方向,、在人体上、下方向上，将上方称为头侧端，将下方称为足侧端。,、在人体左、右方向上，将靠近正中矢状面的方向称为内侧，将远离正中矢状面的方向称为外侧。,、在四肢上，将靠近四肢附着部位的称为近位，将远离四肢附着部位的称为远位。,、在上肢上，将挠骨侧称为挠侧，将尺骨侧称为尺侧。,、在下肢上，将胫骨侧称为胫侧，将腓骨侧称为腓侧。,d.,测量项目,测量项目是用所需测量的两个部位、测点或经过点来定义的项目，国际,GB3975,83,中规定的测量项目有：,直立姿势：,直立姿势有身高，鼻根高，眼高，耳屏高，颏下点高，颈根高，颈窝高，胸骨缘高，乳房高，乳房下缘高，胸骨下缘高，脐高，耻骨联合高，会阴高，肩峰高，腋窝前高，肘高，挠骨头高，挠骨茎突高，尺骨茎突高，中指指点高，指尖点高，腰围高，髂脊高，髂前上棘高，大转子高，膝高，腓骨头高，腿肚高，颈椎高，肩胛骨下角点高，臀沟高，中指（上肢上举时）指尖点高，中指（上肢上举时）指点高。女人体加测乳房下缘高。,采取自然坐姿时：,坐高，坐姿眼高，坐姿颏下高，坐姿胸骨上缘高，坐姿肩峰高，坐姿髂脊高，坐姿大腿缘高，坐姿大转子点高，坐姿枕后点高，坐次颈椎高，坐姿肩胛骨下角高，坐姿肘高。,躯干的尺寸：,最大体宽，颈根宽，两户峰点宽，肩宽，腋窝前宽，胸宽，乳头间宽，腰宽，两髂脊点宽，臀宽，两肩胛骨下点宽，胸厚，胸矢状厚，腰厚，腹厚，臀厚，颈围，颈根围，上部胸围，乳头部位胸围，下部胸围，腰围，腹围、臀围，躯干垂直围长，颈前长，前胸长，颈后长，后背长，会阴上部前后长，臀部弧长，坐姿背,肩峰距离，坐姿臀部,大转子点距离，坐姿腋窝间宽。,上肢尺寸：,指距，上肢长，腋窝一茎突距离，手长，手背长，第,1,指掌侧长，第,2,指掌侧长，第,3,指掌侧长，第,4,指掌侧长，第,5,指掌侧长，腕关节宽，最大手宽，手宽，第,3,指最大宽，第,3,指宽，上臂根厚度，前臂最大宽，腕关节厚，掌厚，第,3,指最大厚，第,3,指厚，上臂根围，腋窝部位上臂围，上臂围，前臂围，腕关节围，掌围；上肢前展，上肢最大前展，背,指点距离，前臂手前展长，肩峰,肘距离，第,1,和第,5,指尖点间最大距离，第,3,指基节长，最大抓握径，上臂最大围，肘最大围，前臂最大围，拳围，背部正中线,尺骨茎突距离。,下肢尺寸：,足背高，内踝高，外踝高，足趾高，足长，足根,跖骨距离，足背长，足跟,内踝距离，大腿宽，膝宽，腿肚宽，踝上宽，足宽，足跟宽，内外踝宽，大腿厚，膝厚，腿肚厚，踝上厚，下肢根围，小腿围，膝围，腿肚围，踝上围，足围，足根围，坐姿髂骨上缘高，坐姿臀,|,膑骨前缘距离，坐姿臀,腓骨头点距离，坐姿臀,腿肚后缘距离，坐姿下肢长，坐姿膝围。,头部尺寸：,头全高，容貌面长（,），容貌面长（,），形态面长，眼,颏下距离，鼻长，人中高，唇全高，头盖高（,），头盖高（,），头长，枕后点,鼻尖点距离，枕后点,颏下点距离，枕后点,眼外角点距离，枕后点,耳屏点距离，鼻高，耳长，耳屏点上方的耳长，头宽，两耳间外宽，两耳屏点宽，两眼外宽，瞳孔间宽，两眼内宽，两下颌角间宽，鼻宽，口裂宽，耳宽，头周，头矢状弧长，耳屏点间头盖弧长，耳屏点间眉间弧长，耳屏点间颏下弧长，耳屏点间下颌弧长，耳屏点间枕部弧长。,身体各部位间前后距离：,耳屏,肩峰前后距离，肩峰,胸骨上缘前后距离，肩峰,乳头前后距离，肩峰,胸骨下缘前后距离，肩峰,腰围前缘前后距离，肩峰,耻骨前后距离，肩峰,大转子前后距离，大转子,臀部后缘前后距离，大转子,臀沟前后距离，大转子,膑骨中点前后距离，大转子,腓骨头前后距离，大转子,外踝点前后距离，坐姿肩峰,大转子前后距离，坐姿大转子,腹部前缘前后距离。体重：体重（空腹裸重）。,1.1.2.3,其他,a.,支撑面 立姿时站立的地面或平台以及坐姿时的椅平面应是水平的、稳固的和不可压缩的。,b.,被测者的衣着 要求被测者裸体或穿着尽量少的内衣，例如只穿内衣裤和背心，后者的情况下，在测量胸围时，男性应撩起背心，女性应松去胸罩后进行进行测量。,c.,测量值读数精度 线性测量项目的测量值读数精度为,1mm,，,体重的读数精度为,0.5kg,。,1.1.3,人体尺寸测量的分类,1.1.3.1,静态人体尺寸测量,静态人体尺寸测量是指被测者静止地站着或坐着进行的一种测量方式。静态测量的人体尺寸用作为设计工作空间的大小、家具、产品界面元件以及一些工作设施等的设计依据。目前我国成年人静态测量项目，国家标准正文中规定立姿有,40,项，坐姿有,22,项。详见,GB3975,83,人体测量术语,和,GB5703,85,人体测量方法,。,1.1.3.2,动态人体尺寸测量,动态人体尺寸测量是指被测者处于动作状态下所进行的人体尺寸测量。动态人体尺寸测量的重点是测量人在执行某种动作时的身体动态特征。,1.1.3.2,动态人体尺寸测量,动态人体尺寸测量的特点是，在任何一种身体活动中，身体各部位的动作并不是独立完成的，而是协调一致的，具有连贯性和活动性。例如手臂可及的极限并非唯一由手臂长度决定，它还受到肩部运动、躯干的扭转、背部的屈曲以及操作本身特性的影响。由于动态人体测量受多种因素的影响，故难以用静态人体测量资料来解决设计中的有关问题。,动态人体测量通常是对手、上肢、下肢、脚所及的范围以及各关节能达到的距离和可能转动的角度进行测量。,1.2.1,我国成年的人体结构尺寸,我国,1989,年,7,月,1,日实施的,GB 10000,88,中国成年人人体尺寸,，适用于工业产品、建筑设计、军事工业以及工业的技术改造设备更新及劳动安全保护。标准中所列数值，代表从事工业生产的法定中国成年人（男,18,60,岁，女,18,55,岁）。,1.2,常用人体尺寸数据,标准中共列出,47,项我国成年人体尺寸基础数据，按男女性别分开，且分三个年龄段：,18,25,（男、女），,26,35,（男、女），,36,60,（男）、,55,（女），且分别给出这些年龄段的各项人体尺寸数值，为了方便使用，各类数据表中的各项人体尺寸数值均列出其相应的百分位数。现将,GB 10000,88,中的人体主要测量项目及尺寸摘录于图,1,4,及表,1,1,中，可在实际设计时查阅。,a.,人体主要尺寸,量 百分 分组,项 位数,目,男（,18,60,岁）,女（,18,55,岁）,1 5 10 50 90 95 99,1 5 10 50 90 95 99,身高,1543 1583 1604 1678 1754 1775 1814,1449 1484 1503 1570 1640 1659 1697,体重,kg,44 48 50 59 70 75 83,39 42 44 52 63 66 74,上臂长,279 289 294 313 333 338 349,252 262 267 284 303 308 319,前臂长,206 216 220 237 253 258 268,185 193 198 213 229 234 242,大腿长,413 428 436 465 496 505 523,387 402 410 438 467 476 494,小腿长,324 338 344 369 396 403 419,300 313 319 344 370 376 390,单位：,mm,b.,立姿人体尺寸,量 百分 分组,项 位数,目,男（,18,60,岁）,女（,18,55,岁）,1 5 10 50 90 95 99,1 5 10 50 90 95 99,眼高,1436 1474 1495 1568 1643 1664 1705,1337 1371 1388 1454 1522 1541 1579,肩高,1244 1281 1299 1367 1435 1455 1494,1166 1195 1211 1271 1333 1350 1385,肘高,925 954 968 1024 1079 1096 1128,873 899 913 960 1009 1023 1050,手功能高,656 680 693 741 787 801 828,630 650 662 704 746 757 778,会阴高,701 728 741 790 840 856 887,648 673 686 732 779 792 819,胫骨点高,394 409 417 444 472 481 498,363 377 384 410 437 444 459,单位：,mm,c.,坐姿人体尺寸,量 百分 分组,项 位数,目,男（,18,60,岁）,女（,18,55,岁）,1 5 10 50 90 95 99,1 5 10 50 90 95 99,坐高,836 858 870 908 947 958 979,789 809 819 855 891 901 920,坐姿颈椎点高,599 615 624 657 691 701 719,563 579 587 617 648 657 675,坐姿眼高,729 749 761 798 836 847 868,678 695 704 739 773 783 803,坐姿肩高,539 557 566 598 631 641 659,504 518 526 556 585 594 609,坐姿肘高,214 228 235 263 291 298 312,201 215 223 251 277 284 299,坐姿大腿厚,103 112 116 130 146 151 160,107 113 117 130 146 151 160,坐姿膝高,441 456 464 493 523 532 549,410 424 431 458 485 493 507,小腿加足高,372 383 389 413 439 448 463,331 342 350 382 399 405 417,坐深,407 421 429 457 486 494 510,388 401 408 433 461 469 485,臀膝距,499 515 524 554 585 595 613,481 495 502 529 561 570 587,坐姿下肢长,892 921 937 992 1046 1063 1096,826 851 865 912 960 975 1005,单位：,mm,d.,人体水平尺寸,量 百分 分组,项 位数,目,男（,18,60,岁）,女（,18,55,岁）,1 5 10 50 90 95 99,1 5 10 50 90 95 99,胸宽,242 253 259 280 307 315 331,219 233 239 260 289 299 319,胸厚,176 186 191 212 237 245 261,159 170 176 199 230 239 260,肩宽,330 344 351 375 397 403 415,304 320 328 351 371 377 387,最大肩宽,383 398 405 431 460 469 486,347 363 371 397 428 438 458,臀宽,273 282 288 306 327 334 346,275 290 296 317 340 346 360,坐姿臀宽,284 295 300 321 347 355 369,295 310 318 344 374 382 400,坐姿两肘间宽,353 371 381 422 473 489 518,326 348 360 404 460 478 509,胸围,762 791 806 867 944 970 1018,717 745 760 825 919 949 1005,腰围,620 650 665 735 859 895 960,622 659 680 772 904 950 1025,臀围,780 805 820 875 948 970 1009,795 824 840 900 975 1000 1044,单位：,mm,百分位,立姿双臂展开宽度,立姿手伸过头顶高度,坐姿手臂前伸距离,坐姿腿前伸距离,5%,50%,95%,1579,1690,1802,1999,2136,2274,781,838,896,957,1028,1099,表,15,几项常用的人体着装功能尺寸（男：,18,60,岁）单位：,mm,项 目,东北、华北区,西北区,东南区,华中区,华南区,西南区,均值,标准差,S,D,均值,标准差,S,D,均值,标准差,S,D,均值,标准差,S,D,均值,标准差,S,D,均值,标准差,S,D,体重,kg,男,64,8,2,60,7,6,59,7,7,57,6,9,56,6.9,55,6.8,女,55,7,7,52,7,1,51,7,2,50,6,8,49,6.5,50,6.9,身高,男,1693,56,6,1684,53,7,1686,55,2,1669,56,3,1650,57.1,1647,56.7,女,1586,51,8,1575,51,9,1575,50,8,1560,50,7,1549,49.7,1546,53.9,胸围,男,888,55,5,880,51,5,865,52,0,853,49,2,851,48.9,855,48.3,女,848,66,4,837,55,9,831,59,8,820,55,8,819,57.6,809,58.8,表,16,身高、胸围、体重的均值及标准差,S,D,选用,GB 1000088,中所列人体尺寸数据时，应注意以下要点：,、,表列数值均为裸体测量的结果，在用于设计时，应根据各地区不同的着衣量而进行修正。,、,立姿时要求自然挺胸直立，坐姿时要求端坐。如果用于其他立、坐姿的设计（例如放松的坐姿），要增加适当的修正量。,、,由于我国地域辽阔，不同地区间人体尺寸差异较大，故根据征兵体检等局部人体测量资料，将全国划分为以下六个区域，即：,、东北、华北区 包括黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、山东、北京、天津、河北。,、西北区 包括甘肃、青海、陕西、山西、西藏、宁夏、河南、新疆。,、东南区 包括安徽、江苏、上海、浙江。,、华中区 包括湖南、湖北、江西。,、华南区 包括广东、广西、福建、台湾。,、西南区 包括贵州、四川、云南。,1.3.1,人体测量数据的主要统计函数,1.3,人体测量数据的应用,A:,总体与样本,静态人体测量数据，可根据数统理计原理进行分析。如果把测量数据按自小到大依次在横坐标轴上。同时把某一间隔距离横坐标内的测量值频数作为纵坐标，即可以得到测量数据的频率分布图,直方图。当横坐标的尺寸间隔划分得无限小时，直方图便转化为一条正态分布曲线，它在横坐标轴上覆盖的总面积为,100%,，若从零到某一横坐标值上的曲线面积为,5%,时，那么该横坐标轴值称为,5%,值。同理，从零到某一横坐标值上的曲线面积分别为,50%,和,95%,时，则把该横坐标轴值分别称为,50%,值和,95%,值。在人机工程学设计中，有效地运用这三种数值来解决人为误差，如图,19,所示。,适应域,a.,均值,均值是人体测量数据统计中的一个重要指标。它表示样本的测量数据集中地趋向某一个值，该值称为平均值，简称均值。可用以衡量一定条件下的测量水平或概括地表现测量数据的集中情况。对于有,n,个样本的测量值：,x,1,，,x,2,，,x,n,，,其均值为：,（式,11,）,b.,方差,（式,12,）,（式,13,）,描述测量数据在中心位置（均值）上下波动程度差异的值叫均方差，通常称为方差。方差表明样本的测量值是变量，既趋向均值而又在一定范围内波动。对于均值为 的,n,个样本测量值：,x,1,，,x,2,，,x,n,，,其方差,S,2,的定义为：,用上式计算方差，其效率不高，因为它要用数据作两次计算，即首先用数据算出 ，再用数据去算出,S,2,。,推荐一个在数学上与上式是等价的，计算起来又比较有效的公式，即,c.,标准差,（式,14,）,由方差的计算公式可知，方差的量纲是测量值量纲的平方，为使其量纲和均值相一致，则取其均方根差值，即用标准差来说明测量值对均值的波动情况。所以，方差的平方根,S,称为标准差。对于均值为的,n,个样本测量值：,x,1,，,x,2,，,x,n,，,其标准差,S,的一般计算式为：,d.,抽样误差,由上式可知，均值的标准差要比测量数量的标准差,S,小,n,倍。如果测量方法不变，样本容量越多，则测量结果精度越高。因此，在许可范围内增加样本容量，可以提高测量结果的精度。,（式,15,）,抽样误差又称标准误差,即全部样本均值的标准差，在实际测量和统计分析中，总是以样本推测总体，而在一般情况下，样本与总体不可能完全相同，其差别就是由抽样引起的。抽样误差数值大，表明样本均值与总体均值的差别大，反之，说明其差别小，即均值的可靠性高。当样本数据的标准差为,S,，,样本容量为,n,时，则抽样误差计算公式为：,e.,百分位数,在人体测量资料中，常常给出的是第,5,、第,50,和第,95,百分位数值。在设计中，当需要得到任一百分位数值时，则可按下式进行计算：,（式,1,6,）,1%,50%,之间的数值,P,v,=-(SK),50%,99%,之间的数值,P,v,=+(SK),（式,1,7,）,式中,平均值；,S,标准差；,K,百分比变换系数，由表,18,查得。,百分位表示设计的适应域。在人机工程学设计中常用的是第,5,、第,50,、第,95,百分位。第,5,百分位数代表,“,小身材,”,，即只有,5%,的人群的数值低于此下限值值；第,50,百分位数代表,“,适中,”,身材，即分别有,50%,的人群的数值高于或低于此值；第,95,百分位数代表,“,大,”,身材，即只有,5%,的人群的数值高于此上限值。,表,18,百分比与变换系数,K,百分比（,%),K,百分比（,%),K,百分比（,%),K,0.5,2,576,25,0,674,90,1,282,1.0,2,326,30,0,524,95,1,645,2.5,1,960,50,0,000,97.5,1,960,5,1,645,70,0,524,99,2,326,10,1,282,75,0,674,99.5,2,576,15,1,036,80,0,842,20,0,842,85,1,036,例,1,设计适用于,90%,东南男性使用的产品，试问应按怎样的身高范围设计该产品尺寸？,解 由表,16,查得东南男性身高平均值,=1686mm,，,标准差,S=55.2mm,。,要求产品适用于,90%,的人，故以第,5,百分位为下限和第,95,百分位为上限，据此由表,18,查得变换系数,K=1.645,。,由此可求得第,5,百分位数值为：,P,v,=-(SK),=1686,（,55.21.645,）,=1595.2 mm,；,也可求得第,95,百分位数值为：,P,V,=+(SK),=1686+,（,55.21.645,）,=1776.8 mm,。,结论 按身高,1595.2,1776.8 mm,设计产品尺寸，将适用于,90%,的东南男性,讨论,由上述计算过程可知，平均值是作为设计的基本尺寸，而标准差是作为设计的调整量的。,例中被排除的,10%,的人，是,10%,的矮小者还是,10%,的高大者或者大小各排除,5%,即取中间值，取决于排除后对使用者舒适性的影响、视觉效果及经济成本等因素的考虑。,（式,18,）,（,2,）根据,Z,查正态分布表求出概率数值,p,(3),再由下式求得百分率,P,：,P=0.5+p,（,式,19,）,式中：,p,概率数值，根据上面公式求得的,Z,值，在表,1,9,中查取。,当已知某项人体测量尺寸,X,i,，,其均值为 ，标准差为,S,时，需要求该尺寸,X,i,所处的百分率,P,时，可按下列步骤及公式求得,:,（,1,）计算出正态分布表中的,Z,值,注：书上没有,例：若一名男性职工的身高为,1700mm,，求百分之多少的中国人超过他的身高？已知：求：,x,i,=1700mm,所处的百分率,P,1.3.2,影响人体测量数据差异的因素,人体尺寸增长过程，一般男性,20,岁结束，女性,18,岁结束。通常男性,15,岁、女性,13,双手的尺寸就达到了一定值。男性,17,岁、女性,15,岁脚的大小也基本定型。成年人身高随年龄的增长而收缩一些，但体重、肩宽、腹围、臀围、胸围却随年龄的增长而增加了。在选用人体尺寸时，必须考虑工作和生活的环境适合哪些年龄组的人。在使用人体尺寸数据表时，要注意不同年龄组尺寸数据的差别。,1.3.2.1,年龄,1.3.2.2,性别,在男性与女性之间，人体尺寸、重量和比例关系都有明显差异。对于大多数人体尺寸，男性都比女性大些，但有四个尺寸,胸厚、臀宽、臂部及大腿周长，女性比男性的大。男女即使在身高相同的情况下，身体各部分的比例也是不同的。同整个身体相比，女性的手臂和腿较短，躯干和头占的比例较大，肩较窄，骨盆较宽。皮下脂及厚度及脂肪层在身体上的分布，男女也有明显差别。因此，以矮小男性的人体尺寸代替女性人体尺寸使用是错误的，特别是在腿的长度尺寸起重要作用的工作场所，如坐姿操作的工作，考虑女性的人体尺寸至关重要。,1.3.2.3,年代,随着人类社会的不断发展，卫生、医疗、生活水平的提高以及体育运动的大力开展，人类的成长和发育也发生了变化。据调查，欧洲居民每隔,10,年身高增加,1,1.4cm,；,美国城市男性青所,1973,1986,年,13,年间身高增长,2.3cm,；,日本男性青年,1934,1965,年,31,年间身高增长,5.2cm,、,体重增加,4k,胸围增加,3.1cm,；,我国广州中山医学院男生,1956,1979,年,23,年间身高增长,4.38cm,、,女生身高增长,2.67cm,。,身高的变化势必带来其他形体尺寸的变化。因此，在使用人体测量数据时，要考虑其测量年代，然后加以适当修正。,1.3.2.4,地区与种族,不同的国家、不同的地区、不同的种族人体尺寸差异较大，见表,1,7,。即是在同一国家，不同区域也有差异，由表,1,6,列出的我国六个区域的人体身高、胸围、体重的平均值和标准差中即可明显看出这一差异。进行产品设计时，必须考虑不同国家、不同区域人体尺寸的差异。另一方面，随着国际间、区域间各种经贸活动的不断增大，不同民族、不同地区的人使用同一产品、同一设施的情况将越来越多，因此在设计中考虑产品的多民族的通用性也将成为一个值得注意的问题。,1.3.2.5,职业,不同职业的人，在身体大小及比例上也存在着差异，例如，一般体力劳动者平均身体尺寸都比脑力劳动者稍大些。在美国，工业部门的工作人员要比军队人员矮小；在我国，一般部门的工作人员要比体育运动系统的人矮小。也有一些人由于长期的职业活动改变了形体，使其某些身体特征与人们的平均值不同。对于不同职业所造成的人体尺寸差异在产品设计中必须予以注意。另外，数据来源不同、测量方法不同、被测者具有代表性特征等因素，也常常造成测量数据的差异。,1.3.3,人体尺寸数据的应用,1.3.3.1,应用人体尺寸数据的基本原理,人体大小各不相同的，但设计的产品一般不可能满足所有使用者。为使设计适合于较多的使用者，则需要根据产品的用途及使用情况应用人体尺寸数据，按下列基本原理进行设计：,设计要达到适合体型矮小的使用者的尺寸；,设计要达到适合体型高大的使用者的尺寸。,为使设计满足上述原理，必须合理选用百分位。通常选用百分位的原则是，在不涉及使用者健康和安全时，选用适当偏离极端百分位的第,5,百分位和第,95,百分位作为界限值较为适宜，以便简化加工制造过程、降低生产成本。具体应用时要考虑以下几点原则：,a,、,由人体身高决定的产品，如门、船舱口、通道、床、担架等，其尺寸应以第,99,百分位数值为依据。,b,、,由人体某些部分的尺寸决定的物体，如取决于腿长的坐平面高度，其尺寸应以第,5,百分位数值为依据。,c,、,可调尺寸，应可调节到使第,5,百分位和第,95,百分位之间的所有人使用方便。,d,、,以第,5,百分位和第,95,百分位为界限值的物体，当身体尺寸在界限值以外的人使用会危害其健康或增加事故危险时，其尺寸界限应扩大到第,1,百分位和第,99,百分位。紧急出口以及至运转着的机器部件的有效半径，应以第,99,百分位数值为依据，而使用者与紧急制动杆的距离则应以第,1,百分位数值为依据。,e,、,门铃、插座、电灯开关等的安装高度以及营业柜台高度等这类具有普遍性的场合，应以第,50,百分位数值为依据。,人体尺寸数据在设计中的应用，是一个极其重要而又很复杂的问题，它关系到所设计的设备、机器等产品定向目标的适用性，操作简便、准确，舒适性，显示装置的可辨性和易读性以及结构的宜人性。关于这些问题，将在后续有关章节中阐述。,人体尺度主要决定人机系统的操纵是否方便和舒适宜人。因此，各种工作面的高度和设备高度如操纵台、仪表盘、操纵件的安装高度以及用具的设置高度等，都要根据人的身高确定。以身高为基准确定工作面高度、设备和用具高度的方法，通常是把设计对象归成各种典型的类型，并建立设计对象的高度与人体身高的比例关系，以供设计时选择查用。,a,、,必须弄清设计的使用者或操作者的状况，分析使用者的特征，包括性别、年龄、种族、身体健康状况、体形等。,b,、,人体尺寸的统计分布一般是呈正态分布的，故按人体尺寸的平均值设计产品和工作空间，往往只能适合,50%,的人群，而对另外,50%,的人群则不适合。例如以最大肩宽的平均值设计舱口直径，将只有小于平均最大肩宽的一半人可由该舱口出入，而大于平均最大肩宽的另一半人则无法由此出入。又如一个不常使用的控制阀门需要安装在通过过道的架空管道上，手轮安装高度若以人体的平均高度设计，将只有大于双臂功能上举高平均值的,50%,的人，才能达到阀门手轮的安装高度，而另外,50%,的人的手臂则够不着阀门的手轮，在紧急状态时将无法进行控制。因此，一般不能以平均值作为设计的唯一根据。,1.3.3.2,应用人体尺寸数据时应注意的要点,c,、,大部分人体尺寸数据是裸体或是穿汗背心、胸罩、内裤时测量的结果。设计人员选用数据时，不仅要考虑操作者的着衣穿鞋情况，而且还应考虑其他可能配备的东西，如手套、头盔、鞋子及其他用具。我国目前尚无统一的着衣人体尺寸增大的调整值，表,2,6,给出了一个建议调整数据，供设计时参考。,对于特殊的紧急情况也应予以考虑，例如在正常情况下,99%,的人可以顺利通过的通道，一旦失火，由于救护人员戴着头盔、穿着防火衣并携带救护工具就可能无法顺利通过，因而要考虑非常情况下的宽度要求。,d,、,静态测得的人体尺寸数据，虽可解决很多产品设计中的问题，但由于人在操作过程中姿势和身体位置经常变化，静态测得的尺寸数据会出现较大误差，设计时需用实际测得的动态尺寸数据加以适当调整。,e,、,确定作业空间的尺寸范围，不仅与人体静态测量数据有关，同时也与人的肢体活动范围及作业方式方法有关。如手动控制器最大高度应使第,5,百分位数身体尺寸的人直立时能触摸到，而最低高度应是第,95,百分位数的人的触摸高度。,设计作业空间还必须考虑操作者进行正常运动时的活动范围的增加量，如人行走时，头顶的上下运动幅度可达,50mm,。,表,110,由于着衣人体尺寸增大的调整值（建议值）,人体尺寸,轻薄的夏装,冬季外套,轻薄的工作服、鞋和头盔,身高,坐姿眼高,大腿与台面下距离,足长,足宽,足跟高,头最大长,头最大宽,最大肩宽,臀宽,25,40,3,13,13,24,13,20,25,40,13,13,25,40,10,25,40,13,25,25,40,50,75,50,75,70,3,13,40,25,35,100,105,13,13,1.3.3.3,人体尺寸数据在设计中的应用,表,111,主要人体尺寸的应用原则,1.,身高,2.,眼高,2.,眼高,3.,肘高,4.,坐高,5.,坐姿眼高,6.,坐姿肩峰高,7.,最大肩宽,8.,坐姿两肘间宽,9.,臀宽,10.,肘部平放高度,11.,坐姿大腿厚,12.,膝盖高度,13.,腿弯高度,14.,臀部至腿弯长度,15.,臀部至膝盖长度,16.,臀部至足尖长度,17.,臀部至脚后跟长度,18.,坐姿垂直伸手高度,19.,立姿垂直手握高度,20.,立姿侧向手握距离,21.,手臂平伸手握距离,22.,人体最大体厚,23.,最大体宽,人体尺度主要决定人机系统的操纵是否方便和舒适宜人。因此，各种工作面的高度和设备高度如操纵台、仪表盘、操纵件的安装高度以及用具的设置高度等，都要根据人的身高确定。以身高为基准确定工作面高度、设备和用具高度的方法，通常是把设计对象归成各种典型的类型，并建立设计对象的高度与人体身高的比例关系，以供设计时选择查用。图,1-18,是以身高为基准的设备和用具的尺寸推算图，图中各代号的定义见表,1-12,。,代号,定 义,设备高与身高之比,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,12,13,14,15,16,17,17,18,19,20,21,22,23,24,25,举手达到的高度,可随意取放东西的搁板高度（上限值）,倾斜地面的顶棚高度（最小值，地面倾斜度为,515,）,楼梯的顶棚高度（最小值，地面倾斜度为,2535,）,遮挡住直立姿势视线的隔板高度（下限值）,直立姿势眼高,抽屉高度（上限值）,使用方便的搁板高度（上限值）,斜坡大的楼梯的天棚高度（最小值，倾斜度为,50,左右）,能发挥最大拉力的高度,人体重心高度,采取直立姿势时工作面的高度,坐高（坐姿）,灶台高度,洗脸盆高度,办公桌高度（不包括鞋）,垂直踏棍爬梯的空间尺寸（最小值，倾斜,8090,）,手提物的长度（最大值）,使用方便的搁板高度（下限值）,桌下空间（高度的最小值）,工作椅的高度轻度工作的工作椅高度,轻度工作的工作椅高度,*,小憩用椅子高度,*,桌椅高差,休息用的椅子高度,*,椅子扶手高度,工作用椅子的椅面至靠背点的距离,4/3,7/6,8/7,1/1,33/34,11/12,10/11,6/7,3/4,3/5,5/9,6/11,6/11,10/19,4/9,7/17,2/5,3/8,3/8,1/3,3/13,3/14,1/6,3/17,1/6,2/13,3/20,表,1-12,设备及用具的高度与身高的关系,GB10000-88,标准中只提供了成年人人体结构尺寸的基础数据，并没胡给出成年人的有功能作用的人体尺寸数据，但是在设计中却需应用一些人体功能尺寸数据，作者在有关研究课题中，曾对人体功能尺寸作了分析，现将研究结果中几项常用的人体着装功能尺寸数据列于表,1-13,，供参考。由于设计中主要用到第,5,、第,50,和第,95,百分位的数据，所以表,1-13,只列出这三种百分位的数据。,1.3.4,我国成年人的人体功能尺寸,1.3.4.1,常用的功能尺寸,表,1-13,几项常用的人体着装功能尺寸（男：,18,-,60,岁）,百分位,立姿双臂,展开宽度,立姿手伸过,头顶高度,坐姿手臂,前伸距离,坐姿腿前,伸距离,5%,50%,95%,1579,1690,1802,1999,2136,2274,781,838,896,957,1028,1099,1.3.4.2,人在工作位置上的活动空间尺度,人在各种情况工作时都需要有足够的活动空间。工作位置上的活动空间设计与人体的功能尺寸密切相关，但在现有人体测量数据中，又缺少这类设计依据。为此，作者根据,GB1